DE69003946T2 - DIFFERENTIAL PRESSURE RELIEF VALVE. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Differenzdruckentlastungsventil, insbesondere auf ein Differenzdruckentlastungsventil, das in einem Antiblockier-Bremssystem benutzt wird.The present invention relates generally to a differential pressure relief valve, and more particularly to a differential pressure relief valve used in an anti-lock braking system.
In hydraulischen Bremssystemen wurden schon zahlreiche Arten von Ventilen angewandt. Typischerweise werden Rückschlagventile benutzt, um zu sichern, daß das Fluid innerhalb einer speziellen Hydraulikleitung nur in einer Richtung strömt. Vielfach müssen Kombinationen von Rückschlagventilen verwendet werden, um zu sichern, daß das Fluid entsprechend unterschiedlichen hydraulischen Drücken in verschiedene Richtungen und in andere vorbestimmte Strömungsrichtungen fließt. Oft wird ein Parallel- oder Nebenschlußkreis verwendet, um die gewünschten Strömungseigenschaften zu erreichen. Die DE-A-3,147,149 offenbart eine Ventileinrichtung mit einem Kolben und einem federbelasteten Kugelventil. Es ist höchst wünschenswert, eine Ventileinrichtung zu schaffen, welche eine Strömung in einander entgegengesetzten Richtungen durch das Ventil hindurch gestattet, jedoch bei vorbestimmten Bedingungen, so daß die Mehrzahl von Ventilen und Verzweigungsleitungen, welche bisher notwendig waren, durch ein einziges Ventil ersetzt werden.Numerous types of valves have been used in hydraulic braking systems. Typically, check valves are used to ensure that fluid flows in one direction only within a particular hydraulic line. Often combinations of check valves must be used to ensure that fluid flows in different directions according to different hydraulic pressures and in other predetermined flow directions. Often a parallel or shunt circuit is used to achieve the desired flow characteristics. DE-A-3,147,149 discloses a valve device comprising a piston and a spring-loaded ball valve. It is highly desirable to provide a valve device which allows flow in opposite directions through the valve, but under predetermined conditions, so that the plurality of valves and branch lines which have been necessary heretofore are replaced by a single valve.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Lösung für die obigen Probleme, indem sie ein Differenzdruckentlastungsventil mit einem Ventilkörper schafft, in welchem eine abgestufte Bohrung und Öffnungen an einander gegenüberliegenden Enden desselben vorgesehen sind, mit einem Kolben mit Differenzflächen, der innerhalb der Bohrung angeordnet ist und rund um ihn angebrachte Dichtmittel besitzt, und mit einem Ventilmechanismus, der unter Vorspannung von Federmitteln gegen einen Ventilsitz gedrückt ist, wobei das Entlastungsventil in Kombination mit einem adaptiven Bremssystem verwendet ist, bei dem das Ventil an einem Ende mit einer Steuerzylindervorrichtung und am anderen Ende mit einer elektrischen Ventilvorrichtung und einer Vorrichtung zur Erhöhung des Druckes in Verbindung steht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Ventil in der Bohrung zwischen dem Kolben mit Differenzflächen und einer der Öffnungen angeordnet ist, daß der Kolben mit Differenzflächen und das Ventil jeweils eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsöffnung aufweisen, wobei das Ventil den Ventilmechanismus besitzt, der in der zugeordneten Durchgangsöffnung angeordnet ist und vom Federmittel gegen den Ventilsitz des Ventiles vorgespannt ist, wobei sich ein Ende des Ventiles an den Ventilsitz des Körpers anlegt, daß die Fluidströmung durch die andere Öffnung durch die längs verlaufende Durchgangsöffnung des Kolbens mit Differenzflächen verläuft und den Ventilmechanismus öffnet, so daß die Fluidströmung durch das Ventil hindurch zur Öffnung geleitet ist, und daß die Fluidströmung in umgekehrter Richtung von der einen Öffnung zur anderen Öffnung hin bei einem vorbestimmten Differenzdruck bewirkt, daß der Kolben mit Differenzflächen und das Ventil gemeinsam verschoben werden, so daß das Fluid zwischen dem Ventilsitze des Körpers und dem Ventil zur längs verlaufenden Durchgangsöffnung des Kolbens mit Differenzflächen derart strömt, daß der Ventilmechanismus umgangen ist.The present invention provides a solution to the above problems by providing a differential pressure relief valve comprising a valve body in which a stepped bore and openings are provided at opposite ends thereof, a piston with differential areas arranged within the bore and having sealing means arranged around it, and a valve mechanism pressed against a valve seat under prestress by spring means, the relief valve being used in combination with an adaptive braking system in which the valve is connected at one end to a control cylinder device and at the other end to an electric valve device and a device for increasing the pressure, characterized in that a valve is provided in the bore between the piston with differential areas and one of the openings is arranged such that the piston with differential areas and the valve each have a longitudinal through opening, the valve having the valve mechanism which is arranged in the associated through opening and is biased by the spring means against the valve seat of the valve, one end of the valve abuts the valve seat of the body, that the fluid flow through the other opening passes through the longitudinal through opening of the piston with differential areas and opens the valve mechanism so that the fluid flow is directed through the valve to the opening, and that the fluid flow in the opposite direction from one opening to the other opening at a predetermined differential pressure causes the piston with differential areas and the valve to be displaced together so that the fluid flows between the valve seat of the body and the valve to the longitudinal through opening of the piston with differential areas in such a way that the valve mechanism is bypassed.
Eine Art der Ausführung der Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben, welche ein Ausführungsbeispiel veranschaulichen, worin:One way of carrying out the invention is described in detail below with reference to the drawings, which illustrate an embodiment, in which:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Antigleitsystemes eines Fahrzeuges ist.Figure 1 is a schematic representation of a part of an anti-skid system of a vehicle.
Figur 2 ist eine schematische Veranschaulichung eines Antiblockier-Bremssystemes, welches das Ventil der vorliegenden Erfindung anwendet; undFigure 2 is a schematic illustration of an anti-lock braking system employing the valve of the present invention; and
Figur 3 ist eine Schnittansicht des Ventiles nach der vorliegenden Erfindung.Figure 3 is a sectional view of the valve according to the present invention.
Figur 1 zeigt einen Teil eines typischen Antigleitsystems nach dem Stande der Technik, welches einen Hauptzylinder 1 mit einem Kolben 2 benutzt, der in einer Kolbenkammer 2a einen hydraulischen Fluiddruck erzeugt. Der hydraulische Fluiddruck wird über eine Leitung 3 durch ein Isolations-Rückschlagventil 9 an eine Leitung 4 übertragen, wo er durch ein elektrisch betätigtes Ventil 6 hindurchläuft, bevor er den Radzylinder der Radbremse 5 erreicht. Während des normalen Bremsens folgt der hydraulische Fluiddruck diesem Fluidpfad, wenn die Bremsen angelegt werden. Beim Lösen der Bremse kann der Fluiddruck wegen des Isolations-Rückschlagventiles 9 nicht über die Leitung 4 zur Leitung 3 zurückkehren. Das Isolations-Rückschlagventil 9 ist in der Leitung 3 zum Zwecke der Isolierung einer Pumpe 10 von den Kammern des Hauptzylinders angeordnet, und ein Akkumulator 14 kann den Druck liefern, der gebraucht wird. Daher kann das Fluid während des Lösens der Bremsen über die Nebenschlußleitung 7, das Löse-Rückschlagventil 8 und durch die Leitung 3 zur Kammer 2a des Hauptzylinders 1 zurückkehren. Während des Antiblockier-Bremsbetriebes wird der Motor 10 unter Strom gesetzt, wodurch das Fluid durch eine Leitung 13 zur Leitung 4 gepumpt wird, und durch das elektrisch betätigte Ventil 6 zur Radbremse 5, um dort einen Bremsdruck aufzubauen. Wenn der Fluiddruck aus der Radbremse 5 abfallen soll, wird das elektrisch betätigte Ventil 6 in Betrieb gesetzt, um es dem Fluid zu ermöglichen, durch eine Leitung 11 zum Sumpf 12 abzufließen und in den Einlaß der Pumpe 10 zurückgesogen zu werden, von wo das Fluid in die Leitung 13 hinausgepumpt wird. Dies ist ein Schema eines typischen rückpumpenden, adaptiven Bremssystems, bei dem das Isolations-Rückschlagventil 9 während des Antiblockier-Bremsbetriebes den von der Pumpe erzeugten Fluiddruck von den Kammern des Hauptzylinders isoliert und die Leitung 7 und das Rückschlagventil 8 es dem Fluiddruck erlauben, während der Lösephase des normalen Bremsens zur Kammer 2a des Hauptzylinders zurückzukehren. Dieser Teil eines Antigleitsystemes wird von Gatt et al. in der US.Serial No. 227,947 veranschaulicht, die hier durch Bezugnahme eingebracht wird.Figure 1 shows part of a typical prior art antiskid system which uses a master cylinder 1 with a piston 2 which generates hydraulic fluid pressure in a piston chamber 2a. The hydraulic fluid pressure is transmitted via a line 3 through an isolation check valve 9 to a line 4 where it passes through an electrically operated valve 6 before reaching the wheel cylinder of the wheel brake 5. During normal braking the hydraulic fluid pressure follows this fluid path when the brakes are applied. When the brake is released the fluid pressure can cannot return to line 3 via line 4 because of the isolation check valve 9. The isolation check valve 9 is arranged in line 3 for the purpose of isolating a pump 10 from the chambers of the master cylinder, and an accumulator 14 can supply the pressure needed. Therefore, during release of the brakes, the fluid can return to chamber 2a of the master cylinder 1 via the bypass line 7, the release check valve 8 and through line 3. During anti-lock braking operation, the motor 10 is energized, whereby the fluid is pumped through a line 13 to line 4 and through the electrically operated valve 6 to the wheel brake 5 to build up braking pressure there. When the fluid pressure from the wheel brake 5 is to be released, the electrically operated valve 6 is energized to allow the fluid to drain through a line 11 to the sump 12 and be drawn back into the inlet of the pump 10 from where the fluid is pumped out into line 13. This is a schematic of a typical pump-back adaptive braking system in which the isolation check valve 9 isolates the fluid pressure generated by the pump from the master cylinder chambers during anti-lock braking operation and the line 7 and check valve 8 allow the fluid pressure to return to the master cylinder chamber 2a during the release phase of normal braking. This part of an anti-skid system is illustrated by Gatt et al. in US.Serial No. 227,947, incorporated herein by reference.
Um die beiden Rückschlagventile 8 und 9 und die Nebenschlußleitung 7 zu eliminieren, kann die vorliegende Erfindung in einem Antiblockier-Bremssystem derart angewandt werden, wie es in Figur 2 veranschaulicht ist. In Figur 2 weist ein Hauptzylinder 20 Kolben 22 und 24 auf, die Kammern 23 und 26 unter Druck setzen. Die Kammer 26 teilt den Fluiddruck durch eine Leitung 28, ein Differenzdruckentlastungsventil 30 und eine Leitung 32, eine elektrisch betätigte Ventileinrichtung 36 und eine Leitung 37 der rechten, vorderen Radbremse 40 mit. In ähnlicher Weise wird auch der Fluiddruck über eine Leitung 29 auf eine Leitung 42 übertragen, eine elektrisch betätigte Ventileinrichtung 46 und eine Leitung 47 zur linken, vorderen Radbremse 50. Der in der Hauptzylinderkammer 23 erzeugte Bremsdruck wird über eine Leitung 58, ein Differenzdruckentlastungsventil 31, eine Leitung 52, eine elektrisch betätigte Ventileinrichtung 56 und eine Leitung 57 auf die hinteren Radbremsen 60 und 70 übertragen. Die elektrisch betätigten Ventileinrichtungen 36 und 46 sind mit einer Abflußleitung 49 verbunden, die über einen doppelten Sumpf 72 mit dem Einlasse eines Pumpenabschnittes 63 einer Pumpe 62 in Verbindung steht. In ähnlicher Weise steht die elektrisch betätigte Ventileinrichtung 56 über eine Abflußleitung 59 und über den doppelten Sumpf 72 mit einem Pumpenabschnitt 64 in Verbindung. Über einen Akkumulator 73 kann zusätzlicher Fluiddruck für die Bremsen der Vorderräder zur Verfügung gestellt werden. Die Bremsen 60 und 70 der Hinterräder erhalten Fluiddruck über ein Zumeßventil 80, das durch die in den Kammern 23 und 26 erzeugten Fluiddrücke ausgeglichen ist, jedoch nur für die Bremsen 60 und 70 der Hinterräder eine Zumessung liefert. Die Differenzdruckentlastungsventile 30 und 31 sind identische, einheitliche Ventileinheiten, und jedes ersetzt die bisher benützte Nebenschlußleitung rund um die jeweilige elektrisch betätigte Ventileinrichtung und die beiden Rückschlagventile, von denen das eine als Löse-Rückschlagventil und das andere als Isolations-Rückschlagventil benutzt wurde, um die Pumpe von der jeweiligen Kammer des Hauptzylinders zu isolieren und einen Löse-Fluidstrom zu gestatten.To eliminate the two check valves 8 and 9 and the bypass line 7, the present invention can be applied in an anti-lock braking system such as that illustrated in Figure 2. In Figure 2, a master cylinder 20 has pistons 22 and 24 which pressurize chambers 23 and 26. The chamber 26 communicates the fluid pressure through a line 28, a differential pressure relief valve 30 and a line 32, an electrically operated valve device 36 and a line 37 to the right front wheel brake 40. Similarly, the fluid pressure is also transmitted via a line 29 to a line 42, an electrically operated valve device 46 and a line 47 to the left, front wheel brake 50. The brake pressure generated in the master cylinder chamber 23 is transmitted to the rear wheel brakes 60 and 70 via a line 58, a differential pressure relief valve 31, a line 52, an electrically operated valve device 56 and a line 57. The electrically operated valve devices 36 and 46 are connected to a drain line 49 which is connected via a double sump 72 to the inlet of a pump section 63 of a pump 62. Similarly, the electrically operated valve device 56 is connected via a drain line 59 and via the double sump 72 to a pump section 64. Additional fluid pressure for the brakes of the front wheels can be made available via an accumulator 73. The rear wheel brakes 60 and 70 receive fluid pressure through a metering valve 80 which is balanced by the fluid pressures developed in chambers 23 and 26 but provides metering only to the rear wheel brakes 60 and 70. The differential pressure relief valves 30 and 31 are identical, unitary valve units and each replaces the previously used shunt line around the respective electrically operated valve means and the two check valves, one of which was used as a release check valve and the other as an isolation check valve to isolate the pump from the respective chamber of the master cylinder and permit release fluid flow.
Das Differenzdruckentlastungsventil der vorliegenden Erfindung ist im einzelnen in Figur 3 veranschaulicht. Figur 3 zeigt ein Differenzdruckentlastungsventil 130, welches einen dreiteiligen Körper mit einem ersten Endteil 132, einem mittleren Körperteil 133 und einen zweiten Endteil 134 aufweist. Der Endteil 132 weist eine Endöffnung 135 auf, die mit dem Hauptzylinder in Verbindung steht, und der Endteil 134 weist eine Endöffnung 136 auf, die mit dem Bremskreis verbunden ist. Eine Dichtung 137 ist zwischen dem Endteil 132 und dem mittleren Körperteil 133 angeordnet, die über Gewinde miteinander verbunden sind. In ähnlicher Weise sind der mittlere Körperteil 133 und der zweite Endteil 134 über Gewinde miteinander verbunden und weisen zwischen einander einen Dichtungsmechanismus 138 auf. Der Körper des Ventiles 130 besitzt eine abgestufte Bohrung 139, die einen Kolben 141 mit Differenzflächen aufweist, welcher eine sich der Länge nach erstreckende Durchgangsöffnung 142 und ein Paar von rund um den Kolben 141 angeordneten Dichtungen 143 und 144 aufweist. Der mittlere Körperteil 133 besitzt eine Ablaßöffnung 145, die mit einer Fläche einer abgestuften Bohrung 146 in Verbindung steht, welche zwischen den Dichtungen 143 und 144 ausgebildet ist. Der Kolben 141 weist einen sich quer erstrekkenden Endschlitz 148 auf, der es dem Fluid gestattet, mit der der Länge nach verlaufenden Durchgangsöffnung 142 in Verbindung zu treten. Ein Ende 151 des Kolbens 141 liegt an einem Ventil 161 an, welches eine der Länge nach verlaufende Durchgangsöffnung 162 mit einem Ventilsitz 164 dieses Ventiles am benachbarten Ende 163 aufweist. Ein Kugelventil 165 ist innerhalb der Durchgangsöffnung 162 angeordnet und wird von einer Feder 166 in Anlage an den Sitz 164 gedrückt. Die Feder sitzt an einem Endelement 167. Der zweite Endteil 134 weist einen Ventilsitz 168 auf, an den sich das gekrümmte Ende 169 des Ventiles 161 anlegt.The differential pressure relief valve of the present invention is illustrated in detail in Figure 3. Figure 3 shows a differential pressure relief valve 130 which has a three-part body with a first end portion 132, a middle body portion 133 and a second end portion 134. The end portion 132 has an end opening 135 which communicates with the master cylinder and the end portion 134 has an end opening 136 which communicates with the brake circuit. A seal 137 is disposed between the end portion 132 and the middle body portion 133 which are threadedly connected to one another. Similarly, the middle body portion 133 and the second end portion 134 are threadedly connected to one another. and have a sealing mechanism 138 therebetween. The body of the valve 130 has a stepped bore 139 which includes a differential area piston 141 having a longitudinally extending through hole 142 and a pair of seals 143 and 144 disposed around the piston 141. The central body portion 133 has a drain port 145 communicating with a surface of a stepped bore 146 formed between the seals 143 and 144. The piston 141 has a transversely extending end slot 148 which allows fluid to communicate with the longitudinal through hole 142. One end 151 of the piston 141 abuts against a valve 161 which has a longitudinal through hole 162 with a valve seat 164 of this valve at the adjacent end 163. A ball valve 165 is arranged within the through hole 162 and is urged into abutment against the seat 164 by a spring 166. The spring is seated against an end member 167. The second end portion 134 has a valve seat 168 against which the curved end 169 of the valve 161 abuts.
Das in Figur 3 veranschaulichte Differenzdruckentlastungsventil 130 arbeitet während des normalen und des Antiblockierbetriebes des Bremssystems auf die folgende Weise. Während des normalen Bremsbetriebes wird der Fluiddruck aus dem Hauptzylinder über die Öffnung 135 aufgenommen und durch eine Längsöffnung 135a zur der Länge nach verlaufenden Durchgangsöffnung 142entgegen dem Kugelventil 165 übertragen, das entgegen der Feder 166 verschoben wird, so daß das Fluid zwischen dem Ventilsitze 164 und dem Kugelventil 165 zur Längsöffnung 162, der Öffnung 136 und dem zugehörigen Bremskreis vorbeigelangt. Der Kolben 141 mit Differenzflächen sowie das Ventil 161 sind derart konstruiert, daß eine vorbestimmte Druckdifferenz an diesen Teilen den Kolben und das Ventil dazu veranlaßt, gegen die Endöffnung 135 hin verschoben zu werden, um eine umgekehrte Strömung des Fluides durch das Ventil 130 hindurch zuzulassen. Die Druckdifferenz beträgt annähernd 2 zu 1, d.h. der durch die am Ende befindliche Durchgangsöffnung 136 mitgeteilte Druck muß denjenigen Druck mit einem angenäherten Verhältnis von 2 zu 1 übersteigen, der an der Endöffnung 135 vorhanden ist, so daß der Kolben 141 und das Ventil 161 sich nach links bewegen und eine umgekehrte Druckströmung zulassen. Daher werden sich der Kolben 141 und das Ventil 161 während der Lösephase für die Bremsen gegen die Endöffnung 135 hin bewegen, wenn der Druck innerhalb des Bremssystemes viel größer wird als der entlastete Druck innerhalb der Kammern des Hauptzylinders, welcher an der Endöffnung 135 vorhanden ist, um es dem Fluiddruck an der Endöffnung 136 zu gestatten, zwischen das Ventilende 169 und den Ventilsitz 168 zu strömen, so daß das Fluid rund um das Ventil 161, durch die Queröffnung 148 des Kolbens 141 hindurch zu den Längsöffnungen 142 und 135a, bis zur Endöffnung 135 und zurück gegen die Kammer des Hauptzylinders strömt. Somit erlaubt das Ventil 130 während der Lösephase des normalen Bremsens einen Rückfluß des Fluiddruckes zur zugehörigen Kammer des Hauptzylinders.The differential pressure relief valve 130 illustrated in Figure 3 operates in the following manner during normal and anti-lock operation of the braking system. During normal braking operation, fluid pressure from the master cylinder is received through port 135 and transmitted through a longitudinal port 135a to the longitudinal through port 142 against the ball valve 165 which is displaced against the spring 166 so that fluid passes between the valve seat 164 and the ball valve 165 to the longitudinal port 162, port 136 and the associated braking circuit. The differential area piston 141 and valve 161 are designed such that a predetermined pressure difference at these parts causes the piston and valve to be displaced toward the end port 135 to permit reverse flow of fluid through the valve 130. The pressure difference is approximately 2 to 1, ie the pressure communicated through the through hole 136 at the end Pressure must exceed the pressure present at end port 135 by an approximate ratio of 2 to 1 so that piston 141 and valve 161 will move to the left and permit reverse pressure flow. Therefore, during the brake release phase, when the pressure within the braking system becomes much greater than the relieved pressure within the master cylinder chambers present at end port 135, piston 141 and valve 161 will move toward end port 135 to permit fluid pressure at end port 136 to flow between valve end 169 and valve seat 168 so that fluid flows around valve 161, through transverse port 148 of piston 141, to longitudinal ports 142 and 135a, to end port 135 and back toward the master cylinder chamber. Thus, the valve 130 allows a return flow of fluid pressure to the corresponding chamber of the master cylinder during the release phase of normal braking.
Während des Antiblockier-Bremsbetriebes, wenn das System auf Grund einer einsetzenden Gleitbedingung betrieben werden soll, wird die Bedienungsperson des Fahrzeuges das Bremspedal niederdrücken, um einen großen Fluiddruck in den Kammern des Hauptzylinders zu erzeugen, und dieser Druck wird über die Öffnung 135 auf das Ventil 130 übertragen werden. Wegen des für die Verschiebung des Kolbens 141 und des Ventiles 161, in Figur 3 nach links, zum Gestatten einer umgekehrten Strömung am Ventilsitz 168 vorbei und rund um das Ventil 161 erforderlichen Differenzdruckverhältnisses (2/1) wird an der Endöffnung 136 ein sehr hoher Druck benötigt. Dieser sehr hohe Druck übersteigt während des Antiblockierbetriebes des Bremssystems im allgemeinen den von der Pumpe 162 (siehe Figur 2) erzeugten Druck. Während das Ventil während hoher Druckniveaus gelegentlich verschoben werden kann, wird der Hauptzylinder als Ergebnis von den im hydraulischen Bremssystem während des Antiblockier-Bremsbetriebes erzeugten Fluiddrücken im allgemeinen isoliert bleiben. Dies geschieht durch die geschlossene Lage des Ventiles 161 im Hinblick auf seinen zugehörigen Ventilsitz 168 und gegebenenfalls leichte Öffnungen zwischen ihnen, die eine wirksame Drosselung jedweder Fluidströmung schafft. Wenn der Antiblockierbetrieb des Bremssystemes endet, erfolgt eine rasche Verminderung des Druckes innerhalb des Hauptzylinders, da die Bedienungsperson des Fahrzeuges das Bremspedal losläßt, und der in dem hydraulischen Bremssystem erzeugte höhere Druck wird bezüglich des Fluiddruckes an der Endöffnung 135 von einer ausreichend hohen Größe sein, so daß das Differenzdruckverhältnis von 2 zu 1 erreicht oder überschritten wird und eine umgekehrte Fluidströmung durch das Ventil 130 hindurch mit Hilfe der gemeinsamen Verschiebung von Kolben 141 und Ventil 161 zugelassen wird, so daß das Fluid am Ventilsitz 168 vorbei und rund um das Ventil 161 strömt.During anti-lock braking operation, when the system is to be operated due to an onset of sliding conditions, the vehicle operator will depress the brake pedal to create a high fluid pressure in the chambers of the master cylinder, and this pressure will be transmitted to the valve 130 via the orifice 135. Because of the differential pressure ratio (2/1) required to displace the piston 141 and valve 161, to the left in Figure 3, to permit reverse flow past the valve seat 168 and around the valve 161, a very high pressure is required at the end orifice 136. This very high pressure generally exceeds the pressure generated by the pump 162 (see Figure 2) during anti-lock braking operation of the braking system. While the valve may occasionally displace during high pressure levels, the master cylinder will generally remain isolated as a result of the fluid pressures generated in the hydraulic braking system during anti-lock braking operation. This is achieved by the closed position of the valve 161 with respect to its associated valve seat 168 and, if necessary, slight openings between them, which provides an effective restriction of any fluid flow. When the anti-lock operation of the braking system ceases, there will be a rapid reduction in pressure within the master cylinder as the vehicle operator releases the brake pedal, and the increased pressure created in the hydraulic braking system will be of a sufficient magnitude relative to the fluid pressure at the end orifice 135 to meet or exceed the differential pressure ratio of 2 to 1 and to permit reverse fluid flow through the valve 130 by means of the combined displacement of piston 141 and valve 161 so that the fluid flows past the valve seat 168 and around the valve 161.
Die durch das Entlastungsventil der vorliegenden Erfindung geschaffenen Vorteile sind insoferne bedeutend, als die beiden Rückschlagventile und die Nebenschlußleitung, die in Figur 1 dargestellt sind, eliminiert wurden und durch ein einziges Entlastungsventil ersetzt wurden. Dementsprechend wird jedwede Modulatorkonstruktion dadurch vereinfacht, daß eine Nebenschlußleitung zusammen mit dem Löse-Rückschlagventil eliminiert wird. Dem Überschuß an im System während der Lösephase des normalen Bremsens oder nach dem Antiblockierbetrieb des Bremssystemes vorhandenen Fluid wird gestattet, durch das Entlastungsventil hindurch zum Hauptzylinder zurückzukehren. Während des Antiblockierbetriebes des Bremssystems kann das Systemgeräusch durch die Anordnung des Ventiles der vorliegenden Erfindung in einen Kreis, der keinen Akkumulator besitzt, reduziert werden. Das Ventil wird den Kreis vom Hauptzylinder isolieren. Bei gewissen hydraulischen Kreisen mit geringen Anforderungen an den Volumenstrom kann das Ventil der vorliegenden Erfindung die Eliminierung des Akkumulators erlauben. Ein zusätzlicher, höchst wünschenswerter Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß im Falle, das Ventil wird in einem System mit Wechselventilen benützt, dem Fluid während der Lösephase des Bremsens gestattet wird, in umgekehrter Richtung durch die Wechselventile zu strömen, und dies zu einem Reinigen der Öffnungen innerhalb der Wechselventile führt, indem das Fluid durch die Öffnungsbereiche hindurch zurückströmt und dadurch das Verstopfen der Öffnungen minimiert. Dies erfolgt, weil die Nebenschlußleitung, die normalerweise das zum Hauptzylinder rund um das Wechselventil zurückkehrende Fluid führte, eliminiert wurde und das Fluid nun in umgekehrter Richtung zurück zum Wechselventil strömen kann, statt es zu umgehen. Überdies gestattet es das Ventil nach der vorliegenden Erfindung im Falle, daß die Öffnungen in einem Wechselventil eines elektrisch betätigten Ventiles durch Verschmutzungen verstopft werden, den erhöhten Druck innerhalb des Systemes auf den Hauptzylinder rückzuübertragen, statt daß der Antiblockier-Bremskreis eine hydraulische Sperrung erfährt, wenn die Pumpe einen Druck bereitstellt, der die Radbremsen nicht zu erreichen vermag, so daß eine hydraulische Sperrung des Systems vermieden wird. Auch vermindert das Ventil der vorliegenden Erfindung die Wahrscheinlichkeit eines Pedalrücklaufes während leichter Bremspedalbetätigungen, wenn der Pumpendruck des Antiblockier-Bremssystems den Druck des Hauptzylinders übersteigt. Dies geschieht auf Grund des durch das Ventil 161 und den zugehörigen Ventilsitz 168 erzeugten Öffnungseffektes. Wenn das Ventil der vorliegenden Erfindung in einem Antiblockier-Bremssystem benutzt wird, sind die Isolierungseigenschaften für den Hauptzylinder des Systems ähnlich denen eines elektrisch isolierten Systems. Bisherige Systeme haben typischerweise elektrisch betätigte Ventile angewandt, die den Hauptzylinder während des Antiblockierbetriebes des Bremssystems vom System isolieren. Solche, teureren, Ventile werden durch das Ventil der vorliegenden Erfindung eliminiert. Das Entlastungsventil schafft Eigenschaften der Fluidbelastung, die ähnlich dem Typ eines Rückschlagventilsystems sind, wobei dem Ventil ein inhärentes rasches Ansprechen zu eigen ist, das zu potentiell kürzeren Bremswegen für das Fahrzeug führt. Schließlich sorgt das Entlastungsventil für die Reduktion der Kosten eines Antiblockier-Bremssystemes, indem die Nebenschlußleitung, das Löse-Rückschlagventil und das Isolations-Rückschlagventil durch das einzige Löseventil ersetzt werden, wie es hierin geoffenbart ist.The advantages provided by the relief valve of the present invention are significant in that the two check valves and the bypass line shown in Figure 1 have been eliminated and replaced by a single relief valve. Accordingly, any modulator design is simplified by eliminating a bypass line along with the release check valve. The excess fluid present in the system during the release phase of normal braking or after anti-lock operation of the braking system is allowed to return to the master cylinder through the relief valve. During anti-lock operation of the braking system, system noise can be reduced by placing the valve of the present invention in a circuit that does not have an accumulator. The valve will isolate the circuit from the master cylinder. In certain hydraulic circuits with low flow requirements, the valve of the present invention may allow the elimination of the accumulator. An additional, highly desirable advantage of the present invention is that, in the case where the valve is used in a system with shuttle valves, the fluid is allowed to flow in the reverse direction through the shuttle valves during the release phase of braking, and this results in cleaning of the openings within the shuttle valves by the fluid flowing back through the opening areas and thereby preventing clogging. of the orifices. This occurs because the bypass line which normally carried fluid returning to the master cylinder around the shuttle valve has been eliminated and the fluid can now flow in the reverse direction back to the shuttle valve instead of bypassing it. Moreover, in the event that the orifices in a shuttle valve of an electrically operated valve become clogged with debris, the valve of the present invention allows the increased pressure within the system to be transferred back to the master cylinder instead of the anti-lock brake circuit experiencing hydraulic lock-out when the pump provides a pressure which cannot reach the wheel brakes, thus avoiding hydraulic lock-out of the system. Also, the valve of the present invention reduces the likelihood of pedal return during light brake pedal applications when the pump pressure of the anti-lock brake system exceeds the master cylinder pressure. This occurs due to the opening effect created by the valve 161 and associated valve seat 168. When the valve of the present invention is used in an anti-lock braking system, the isolation characteristics for the master cylinder of the system are similar to those of an electrically isolated system. Previous systems have typically employed electrically actuated valves that isolate the master cylinder from the system during anti-lock operation of the braking system. Such more expensive valves are eliminated by the valve of the present invention. The relief valve provides fluid loading characteristics similar to a check valve type system, with the valve having an inherent rapid response resulting in potentially shorter stopping distances for the vehicle. Finally, the relief valve provides for the reduction of the cost of an anti-lock braking system by replacing the bypass line, release check valve and isolation check valve with the single release valve as disclosed herein.
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